En ny rekordbrytande, flexibel solceller kunde visa framtidens framtidens städer

$config[ads_kvadrat] not found

Road Trip Project Season 2 | The Documentary

Road Trip Project Season 2 | The Documentary
Anonim

Traditionella fotovoltaiska solceller blir relativt effektiva vid omvandling av ljus till elkraft. Dessa vanligtvis kiselbaserade enheter driver redan miljontals bostäder runt om i världen. Men de är också frustrerande styva, vilket gör det svårt att införliva dem i packade, heterogena stadsmiljöer. För att lösa problemet har ett forskargrupp utvecklat en flexibel solcell som nyligen bröt en effektivitetsrekord i sin kategori.

Det kallas en lösningsbaserad organisk enkelkorsnings-solcell, vilket innebär att den är gjord av två typer av två olika lager av polymer avsatt på en böjbar film. Forskare vid universitetet i Erlangen-Nürnberg i Tyskland och Sydkinesiska tekniska högskolan kunde uppnå 12,25 procent konverteringseffektivitet på en yta på en kvadratcentimeter, ett anmärkningsvärt steg upp från föregående 9,7 procent rekord. Gruppen publicerade sina resultat i tidningen Naturenergi.

Konventionellt använda fotovoltaiska celler är fortfarande i stor utsträckning att vinna konverteringskonkurrensen, med en teoretisk effektivitet på maximalt 29 procent. Men förbättrade flexibla solceller erbjuder ett övertygande kompromiss: Att de är flexibla innebär att vi någonsin kunde ha byggnader i tätt packade städer bokstavligen inslagna i ett lager av solpaneler. Att kunna täcka mycket mer yta kan kompensera för vad cellerna för närvarande saknar i effektivitet.

Massiva solparker från Kina till Kalifornien har revolutionerat hur vi kan utnyttja den otroliga mängden ljusenergi som solen strålar på jorden varje dag. Men dessa typer av arrays är astronomiskt dyra och kräver stora svängningar av outnyttjat land.

Det flexibla alternativ som presenteras av denna forskning använder färre material - vilket sänker tillverkningskostnaderna - och kan genomföras över befintlig infrastruktur. Dr. Ning Li, en materialforskare vid FAU, sa att denna samarbetsinsats har hittat en formel som sannolikt kommer att leda till flexibel solcellsforskning framåt.

"Jag tycker att det bästa sättet att beskriva vårt arbete är att föreställa sig en låda med Lego-tegelstenar", förklarade Li. "Våra partners i Kina införde och justerade molekylära grupper i polymerstrukturen och var och en av dessa grupper påverkar en särskild egenskap som är viktig för solcellsfunktionen."

Nästa steg för detta projekt är att utveckla en större prototyp för att börja testa.

Dessa flexibla celler kommer inte att ersätta tillförlitliga kiselbaserade celler, utan de kommer att komplettera dem. Lantliga och förortshem med mer utrymme kommer förmodligen att fortsätta att använda höga, men styva celler. Men när framtida skyskrapor rör sig omärkligt för att rymma vinden, kunde framtida solpaneler en dag böja sig tillsammans med dem.

$config[ads_kvadrat] not found